JP5891274B2 - データ記憶装置とその異常電圧からの保護方法 - Google Patents

Description

本発明は、メモリデバイスに適用されるアクセス制御方法に係り、特に、供給電圧のレベルに対応して、データ記憶装置を異常電圧から保護するデータ記憶装置の保護方法に関するものである。

フラッシュメモリは不揮発性データ記憶装置で、電気的手法を用いて、消去とプログラム化をする。ＮＡＮＤフラッシュメモリを例とすると、よく、メモリカード、ＵＳＢフラッシュメモリデバイス、ソリッドステートデバイス、ｅＭＭＣ等に用いられる。

たとえば、ＮＡＮＤフラッシュメモリのようなフラッシュメモリは、複数のブロックを用いて、データを記憶し、また、浮遊ゲートトランジスタにより構成される。浮遊ゲートトランジスタの浮遊ゲートは、電子電荷を捕らえてデータを記憶する。しかし、フラッシュメモリの各種動作と各種環境パラメータのため、浮遊ゲートは電子電荷を損失し、読み取り、および、書き込みエラーを招く危険性がある。

本発明は、フラッシュメモリの各種動作と各種環境パラメータのために浮遊ゲートの電子電荷が損失することに起因する読み取りおよび書き込みエラーを防止することのできるデータ記憶装置およびその異常電圧からの保護方法を提供する。

本発明に係るデータ記憶装置は、フラッシュメモリ、電圧検出装置、および、コントローラーを備える。フラッシュメモリはデータを記憶する。電圧検出装置は、データ記憶装置への供給電圧を検出する。コントローラーは、ホストデバイスからのフラッシュメモリにデータを書き込む書き込みコマンドを受信し、供給電圧が所定範囲外であるとき、すなわち異常電圧であるとき、禁止モードを実行する。禁止モードにおいて、コントローラーは、ホストデバイスから受信した書き込みコマンドを無効にする。また、コントローラーは、ホストデバイスからのフラッシュメモリからデータを読み取る読み取りコマンドを受信し、禁止モードにおいては、ホストデバイスから受信されるその読み取りコマンドを無効にする。

また、供給電圧が所定範囲外であるとき、コントローラーは、さらに、警告信号を生成すると共に、警告信号をホストデバイスに送信して、フラッシュメモリへのアクセスを禁止する情報を表示する。一実施形態において、コントローラーは、所定の時間間隔で、電圧検出装置から現在の供給電圧を獲得し、獲得した供給電圧が所定範囲外であるときは禁止モードを有効にすると共に、読み取られた供給電圧が所定範囲内であるときは禁止モードを無効にする。

本発明は、さらに、フラッシュメモリのデータ記憶装置に適用される異常電圧からの保護方法を提供する。本発明の異常電圧からの保護方法は：データ記憶装置に供給される供給電圧が所定範囲外であるか判断する工程；および、供給電圧が所定範囲外であるとき、禁止モードを有効にして、ホストデバイスから受信されたフラッシュメモリにデータを書き込む少なくともひとつの書き込みコマンドを無効にする工程、を含む。また、本発明の異常電圧からの保護方法は、さらに、禁止モード中、フラッシュメモリからエータを読み取る少なくともひとつの読み取りコマンドを無効にする工程、を含む。

別の実施形態において、本発明のデータ記憶装置の異常電圧からの保護方法は、所定の時間間隔で、電圧判断装置を読み取り、現在の供給電圧を獲得する工程；供給電圧が所定範囲外であるとき、警告信号を生成する工程、および、警告信号をホストデバイスに送信して、フラッシュメモリへのアクセスを禁止する情報を表示する。また、読み取られた供給電圧が所定範囲内であるときは、禁止モードを無効にする。

本発明によれば、フラッシュメモリの各種動作と各種環境パラメータのために浮遊ゲートの電子電荷が損失することに起因する読み取り、および、書き込みエラーが改善され、こらのエラーが防止されたデータ記憶装置およびその異常電圧からの保護方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態の電子システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の一実施形態のデータ記憶装置の異常電圧からの保護方法のフローチャートである。

本発明の一実施形態および利点を以下の詳細な説明に述べるが、この説明は本発明を限定するものではなく、本発明は請求項によって定められるものである。

図１は、本発明の一実施形態の電子システムの構成を示す図である。電子システム１００は、ホストデバイス１２０、および、データ記憶装置１４０を備えている。データ記憶装置１４０は、コントローラー１６０、フラッシュメモリ１８０、および、電圧検出装置１９０を備えている。さらに、データ記憶装置１４０はホストデバイス１２０のコマンドに対応する動作を実行する。コントローラー１６０は、さらに、演算器１６２、不揮発性メモリ１６４（たとえば、ＲＯＭ）、および、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１６５を含む。

なお、上記のホストデバイス１２０は、ネットワークや任意のインターフェイスを介して他の装置やユニット（データ記憶装置１４０を含む）に処理やサービス等を提供する演算処理装置を意味するものであって、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、メインフレーム、サーバー装置、ネットワーク制御装置等の種々の汎用コンピュータ、あるいは、それら汎用コンピュータや任意の特定用途の処理装置の中央処理装置（ＣＰＵ）、算術論理演算装置（ＡＬＵ）、制御装置等を含むものである。

不揮発性メモリ（ＲＯＭ）１６４に記憶されるプログラムコードとデータはフェームウェアを構成し、演算器１６２により実行され、よって、コントローラー１６０は、ファームウェアにより、フラッシュメモリ１８０を制御する。たとえば、コントローラー１６０は、ホストデバイス１２０から受信されるコマンドにしたがって、フラッシュメモリ１８０にアクセスし、本発明の異常電圧からの保護方法を自動的に実行する。

フラッシュメモリ１８０は複数のブロックを有し、各ブロックは複数のページを含む。注意すべきことは、別の実施形態において、コントローラー１６０はさらに計時装置（図示しない）を含むが、これに限定されない。たとえば、コントローラー１６０は、別の装置から受信されるクロック信号、または、コントローラー１６０により生成されるクロック信号にしたがって、時間を計算する。

電圧検出装置１９０は供給電圧ＶＤＤを検出し、供給電圧ＶＤＤの変化に対応して電圧パラメータを生成する。注意すべきことは、この実施形態において、電圧検出装置１９０は、フラッシュメモリ１８０に提供される供給電圧ＶＤＤを検出することである。すなわち、フラッシュメモリ１８０の電力は供給電圧ＶＤＤにより供給され、フラッシュメモリ１８０は、供給電圧ＶＤＤによりデータにアクセスするが、これに限定されない。

別の実施形態において、電圧検出装置１９０は、さらに、コントローラー１６０に供給される供給電圧ＶＤＤを検出する。すなわち、コントローラー１６０の電源は供給電圧ＶＤＤにより供給され、コントローラー１６０は、供給電圧ＶＤＤにより、フラッシュメモリ１８０を有効にして、データにアクセスする。

別の実施形態において、電圧検出装置１９０は、さらに、フラッシュメモリ１８０に供給される供給電圧ＶＤＤ、および、コントローラー１６０に供給される供給電圧ＶＤＤを検出し、フラッシュメモリ１８０とコントローラー１６０の供給電圧ＶＤＤは、異なる電源により提供され、それぞれ、異なる所定範囲を有する。

このほか、フラッシュメモリ１８０はさらに、電圧レベルの少なくともひとつの所定範囲に対応するパラメータを記憶し、電圧レベルの所定範囲は、フラッシュメモリ１８０が正常に供給電圧によりデータにアクセスできる範囲であるが、これに限定されない。

別の実施形態において、電圧レベルの所定範囲は、コントローラー１６０が、正常に、フラッシュメモリ１８０に対しデータを読み書きできる範囲である。

別の実施形態において、フラッシュメモリ１８０はさらに、複数の所定範囲に対応するパラメータを含み、コントローラー１６０は、さらに、キー、または、識別子にしたがって、所定範囲のひとつを選択し、選択される所定範囲を本発明に係る異常電圧から保護する所定範囲とする。当業者は、異なる供給電圧ＶＤＤでのフラッシュメモリの読み取りおよび書き込みエラー率にしたがって、所定範囲を決定することができる。注意すべきことは、一実施形態において、異なるベンダーとクライアントは異なるキーと識別子を有することである。

一実施形態において、コントローラー１６０は、供給電圧ＶＤＤにしたがって、禁止モードを有効にし、ホストデバイス１２０が、フラッシュメモリ１８０からデータを読み取り、または、フラッシュメモリ１８０にデータを書き込むのを無効にする。たとえば、コントローラー１６０はさらに、ホストデバイス１２０から、読み取りコマンド、または、書き込みコマンドを受信するように構成されており、読み取りコマンドはコントローラー１６０がフラッシュメモリ１８０からデータを読み取るのを有効にし、書き込みコマンドはコントローラー１６０がフラッシュメモリ１８０にデータを書き込むのを有効にするものであるが、供給電圧ＶＤＤが所定範囲外であるとき、コントローラー１６０は、禁止モードを実行する。。禁止モードにおいて、コントローラー１６０は、ホストデバイス１２０から受信される書き込みコマンドすべてを無効にするが、これに限定されない。禁止モードにおいて、コントローラー１６０はさらに、ホストデバイス１２０から受信される読み取りコマンドすべてを無効（無視）にする。

一実施形態において、供給電圧ＶＤＤが所定範囲外（高い、または、低い）であるとき、コントローラー１６０は、さらに、警告信号を生成すると共に、警告信号をホストデバイス１２０に送信して、フラッシュメモリ１８０のアクセスの禁止を表示するが、これに限定されない。

別の実施形態において、コントローラー１６０が、禁止モードで、書き込みコマンド、または、読み取りコマンドを受信する時、警告信号を生成すると共に、警告信号をホストデバイス１２０に送信して、フラッシュメモリ１８０のアクセスの禁止の情報を示す。たとえば、供給電圧ＶＤＤが所定範囲外（すなわち、禁止モード中）であるとき、コントローラー１６０は、ライトプロテクトモード（Pull WP）を有効にして、データをフラッシュメモリ１８０に書き込むのを禁止する。このほか、供給電圧ＶＤＤが所定範囲外（すなわち、禁止モード中）であるとき、コントローラー１６０は、さらに、ホストデバイス１２０から受信される読み取りコマンドを無視する。

このほか、別の実施形態において、書き込み電圧の所定範囲は、読み取り電圧の所定範囲と異なり、たとえば、一実施形態において、禁止モードは、読み取り禁止モードと書き込み禁止モードを含み、且つ、読み取り禁止モードと書き込み禁止モードは、異なる供給電圧ＶＤＤの所定範囲を有する。すなわち、読み取り禁止モードと書き込み禁止モードは、異なる供給電圧ＶＤＤに対応して、異なる時間で開始される。読み取り禁止モードは、ホストデバイス１２０が、フラッシュメモリ１８０からデータを読み取るのを無効にする。書き込み禁止モードはホストデバイス１２０が、フラッシュメモリ１８０にデータを書き込むのを無効にする。

さらに、コントローラー１６０は、所定の時間間隔で、電圧検出装置１９０を読み取り、現在の供給電圧の値を獲得すると共に、現在得られた供給電圧が所定範囲外であるか判断し、現在の得られた供給電圧が所定範囲外であるとき、禁止モードで動作する。読み取り禁止モードと書き込み禁止モードの実施形態において、コントローラー１６０はさらに、所定の時間間隔で、電圧検出装置１９０を読み取り、現在の供給電圧ＶＤＤの値を獲得すると共に、現在の得られた供給電圧ＶＤＤが、読み取り禁止モードに対応する所定範囲、および／または、書き込み禁止モードに対応する所定範囲外であるか判断すると共に、供給電圧ＶＤＤが、それぞれ、書き込み禁止モードに対応する所定範囲、および／または、読み取り禁止モードに対応する所定範囲外であるとき、フラッシュメモリ１８０は、読み取り禁止モード、および／または、書き込み禁止モードで動作する。

このほか、禁止モードにおいて、コントローラー１６０は、電圧検出装置１９０の読み取りを続行し、現在の供給電圧ＶＤＤの値を獲得すると共に、現在の供給電圧ＶＤＤが所定範囲外であるかどうか判断する。現在の供給電圧ＶＤＤが前記所定範囲外でない時、コントローラー１６０は禁止モードを終了する。

別の実施形態において、電圧検出装置１９０はさらに電圧比較器（図示しない）を有し、ハードウェア回路により、所定範囲の供給電圧ＶＤＤとスレショルド（最高レベルと最低レベル）を比較して、供給電圧ＶＤＤが、所定範囲の最高レベルより高い、または、所定範囲の最低レベルより低い時、決定信号を生成すると共に、決定信号をコントローラー１６０に送信する。コントローラー１６０が、供給電圧ＶＤＤが所定範囲外であることを示す決定信号を受信する時、コントローラー１６０は禁止モードで動作する。反対に、コントローラー１６０が、供給電圧ＶＤＤが前記所定範囲外でないことを示す決定信号を受信する時、コントローラー１６０は禁止モードをオフにする。

図２は、本発明の実施形態によるデータ記憶装置の異常電圧からの保護方法のフローチャートである。本発明の異常電圧からの保護方法は、図１のデータ記憶装置１４０に適用される。プロセスはステップＳ２００から開始される。

ステップＳ２００において、コントローラー１６０は電圧検出装置１９０を読み取り、現在の供給電圧ＶＤＤの値を獲得する。

次に、ステップＳ２０２において、コントローラー１６０は、現在の供給電圧ＶＤＤが所定範囲外であるかどうか判断する。現在の供給電圧ＶＤＤが所定範囲外であるとき、プロセスはステップＳ２０４に進む。供給電圧ＶＤＤが所定範囲外でないとき、プロセスはステップＳ２０８に進む。当業者は、異なる供給電圧ＶＤＤでのフラッシュメモリの読み取りおよび書き込みエラー率にしたがって、所定範囲を決定する。

次に、ステップＳ２０４において、コントローラー１６０は、禁止モードが既にオンであるか判断する。禁止モードが既にオンであるとき、プロセスはステップＳ２１２に進む。禁止モードがオンではない時、プロセスはステップＳ２０６に進む。

次に、ステップＳ２０６において、コントローラー１６０は、禁止モードに進入して、ホストデバイス１２０から受信される書き込みコマンドすべてを無効にする。注意すべきことは、別の実施形態による禁止モードにおいて、供給電圧ＶＤＤが所定範囲外にあるとき、コントローラー１６０はさらに、ホストデバイス１２０の読み取りコマンドすべてを無効にすることである。

一実施形態において、供給電圧ＶＤＤが所定範囲外であるとき、コントローラー１６０はさらに、警告信号を生成すると共に、警告信号をホストデバイス１２０に送信して、フラッシュメモリ１８０のアクセス禁止の情報を表示するが、これに限定されない。

別の実施形態において、コントローラー１６０が、禁止モードにおいて、書き込みコマンド、または、読み取りコマンドを受信するとき、警告信号を生成すると共に、ホストデバイス１２０に送信して、フラッシュメモリ１８０のアクセスの禁止の情報を表示する。たとえば、供給電圧ＶＤＤが所定範囲外であるとき、コントローラー１６０はライトプロテクトモード（Pull WP）を有効にして、フラッシュメモリ１８０中にデータを書き込むのを禁止する。このほか、供給電圧ＶＤＤが所定範囲外（すなわち、禁止モード中）であるとき、コントローラー１６０はさらに、ホストデバイス１２０から受信された読み取りコマンドを無視する。

ステップＳ２０８においては、コントローラー１６０は、禁止モードがオンであるか判断する。禁止モードがオンである時、プロセスはステップＳ２１０に進む。禁止モードがオンでない時、プロセスはステップＳ２１２に進む。

ステップＳ２１０においては、コントローラー１６０は禁止モードをオフにする。

次に、ステップＳ２１２において、コントローラー１６０は、所定の時間（期間）が既に経過したかどうか判断する。所定の時間が既に経過したとき、プロセスはステップＳ２００に進み、コントローラー１６０は、電圧検出装置１９０の読み取りを続行して、現在の供給電圧ＶＤＤの値を獲得する。所定の時間がまで経過していないとき、コントローラー１６０は、所定の時間が既に経過したかの判断を続行する。

上述から分かるように、データ記憶装置１４０とその異常電圧からの保護方法は、供給電圧ＶＤＤにしたがって、ホストデバイスへのアクセスを制限する。

本発明の方法、または、特定の実施形態やその部分は、プログラムコードの形式で存在する。プログラムコードは、有形的表現媒体、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ、または、その他の機器読み取り可能（たとえば、コンピュータ読み取り可能）記憶媒体に記憶される。プログラムコードがロードされ、機械、たとえば、コンピュータにより実行される時、この機械は、本発明の装置を実施する装置となる。プログラムコードは、また、ある伝送媒体、たとえば、電気配線、または、ケーブル、または、光ファイバー、または、その他の伝送形式で伝送され、プログラムコードが受信され、機械、たとえば、コンピュータにロード、および、実行されるとき、機械は開示方法を実行する装置となる。汎用プロセッサで実施される時、プログラムコードはプロセッサと結合して、アプリケーション特有のロジック回路に類似して動作する特定用途、特定目的の装置を提供する。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１００ 電子システム
１２０ ホストデバイス
１４０ データ記憶装置
１６０ コントローラー
１６２ 演算器
１６４ 不揮発性メモリ（ＲＯＭ）
１６５ ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
１８０ フラッシュメモリ
１９０ 電圧検出装置

Claims (10)

1. データ記憶装置であって：
   データを記憶するフラッシュメモリ；
   前記データ記憶装置に供給される供給電圧を検出する電圧検出装置；および
   ホストデバイスからフラッシュメモリにデータを書き込む書き込みコマンドを受信した場合であっても、前記供給電圧が所定範囲外であるときは、前記ホストデバイスから受信される前記書き込みコマンドすべてを無効にする禁止モードを実行するコントローラー、
   を含み、
   前記コントローラーは、キー又は識別子に従って、予め記憶された複数の所定範囲のひとつを選択し、選択された所定範囲を、前記供給電圧が範囲外であるかを比較する前記所定範囲として使用し、
   前記キー又は前記識別子は、異なるベンダーとクライアントは、異なるキー及び識別子を有するものである
   ことを特徴とするデータ記憶装置。
2. 前記コントローラーはさらに、前記ホストデバイスからの前記フラッシュメモリからデータを読み出す読み取りコマンドを受信した場合であっても、前記禁止モードにおいては、前記ホストデバイスから受信された前記読み取りコマンドを無効にすることを特徴とする請求項１に記載のデータ記憶装置。
3. 前記コントローラーはさらに、前記供給電圧が前記所定範囲外であるとき、警告信号を生成すると共に、前記警告信号を前記ホストデバイスに送信して、前記フラッシュメモリのアクセス禁止の情報を表示することを特徴とする請求項１に記載のデータ記憶装置。
4. 前記コントローラーは、さらに、所定の時間間隔で、前記電圧検出装置を読み取り、前記現在の供給電圧の値を獲得することを特徴とする請求項１に記載のデータ記憶装置。
5. 前記コントローラーは、さらに、前記現在の供給電圧が前記所定範囲外であるとき、前記禁止モードを有効にすると共に、前記現在の供給電圧が前記所定範囲内であるとき、前記禁止モードを無効にすることを特徴とする請求項４に記載のデータ記憶装置。
6. フラッシュメモリのデータ記憶装置に適用される異常電圧からの保護方法であって：
   キー又は識別子に従って、予め記憶された複数の所定範囲のひとつを選択する工程、
   選択された前記所定範囲を使用し、前記データ記憶装置に供給される供給電圧が当該所定範囲外であるかどうか判断する工程；および
   前記供給電圧が前記所定範囲外であるとき、禁止モードを実行して、ホストデバイスから受信される前記フラッシュメモリに書き込まれる少なくともひとつの書き込みコマンドを無効にする工程、を含み、
   前記キー又は前記識別子は、異なるベンダーとクライアントは、異なるキー及び識別子を有するものであることを特徴とするデータ記憶装置の異常電圧からの保護方法。
7. さらに、前記禁止モードにおいて、前記ホストデバイスから受信される前記フラッシュメモリから読み取られる少なくともひとつの読み取りコマンドを無効にする工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のデータ記憶装置の異常電圧からの保護方法。
8. さらに、所定の時間間隔で、電圧検出装置を読み取り、現在の供給電圧の値を獲得する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のデータ記憶装置の異常電圧からの保護方法。
9. さらに：
   前記供給電圧が前記所定範囲外であるとき、警告信号を生成する工程；および、
   前記警告信号を前記ホストデバイスに送信して、前記フラッシュメモリのアクセス禁止の情報を表示する工程、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載のデータ記憶装置の異常電圧からの保護方法。
10. さらに、前記供給電圧が前記所定範囲内であるとき、禁止モードを無効にする工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のデータ記憶装置の異常電圧からの保護方法。

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